本发明涉及船舶技术领域，尤其是涉及一种挂桨臂式对转装置、对转系统及船舶。
背景技术：
节能环保是人类永恒的主题，船舶领域自然也离不开这一话题。提高推进效率，回收剩余能量是船舶技术方面有效的节能环保措施。而对转桨技术正式解决船舶推进效率和回收剩余能量的问题。对转桨能够吸收螺旋桨尾涡中的剩余能量，提高螺旋桨的推进效率。国内外已有诸多研究成果。但是这些研究成果的转化和应用却一直受到限制，特别是在中大型商船方面。在狭小的尾部空间里如何合理的布置对转桨是限制其推广的主要障碍之一。
中国船舶重工集团公司第七〇二研究所的发明专利201410712712.6公开了一种《舵球式对转螺旋桨》，但是应用却受到一定程度的限制，主要原因有：对转桨因舵球的限制其功率有限、对转桨随舵转动后导致效率下降、对转桨的安装和使用受舵叶限制严重、舵杆需额外承受较大的对转桨推力。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种挂桨臂式对转装置、对转系统及船舶，以缓解现有技术中存在的对转桨因舵球的限制其功率有限、对转桨随舵转动后导致效率下降、对转桨的安装和使用受舵叶限制严重、舵杆需额外承受较大的对转桨推力的技术问题。
为缓解上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：
一种挂桨臂式对转装置，包括挂桨臂和对转桨；
所述对转桨安装于螺旋桨和舵叶之间且独立设置；
所述挂桨臂分别与所述对转桨和所述船体外板连接，能够带动所述对转桨运动以调节所述对转桨的位置。
更进一步地，
在工作状态下，所述对转桨的旋转轴与所述螺旋桨的旋转轴重合。
更进一步地，
在工作状态下，所述对转桨位于所述螺旋桨的尾流场中。
更进一步地，
在工作状态下，所述对转桨的旋转方向与所述螺旋桨的旋转方向相反。
更进一步地，
所述挂桨臂包括第一臂和第二臂，所述第一臂连接于所述船体外板，所述第二臂横向设置于所述第一臂的底端，且朝向所述螺旋桨的端部用于连接所述对转桨。
更进一步地，
所述挂桨臂式对转装置还包括驱动机构，所述驱动机构安装于所述第二臂内。
一种包括上述的挂桨臂式对转装置的对转系统，还包括舵叶和螺旋桨，所述挂桨臂式对转装置可移动地安装于所述舵叶和所述螺旋桨之间。
更进一步地，
所述对转系统还包括舵球，所述舵球安装于所述舵叶且与所述挂桨臂式对转装置相对。
更进一步地，
所述对转装置具有与所述舵球的球面相匹配的凹面。
一种船舶，包括上述的对转系统。
本发明提供的挂桨臂式对转装置所能够实现的技术效果在于：
本发明提供的挂桨臂式对转装置，包括挂桨臂和对转桨；所述对转桨安装于螺旋桨和舵叶之间且独立设置；所述挂桨臂分别与所述对转桨和所述船体外板连接，能够带动所述对转桨运动以调节所述对转桨的位置。首先，最大功率得到显著提升，从结构上，本发明将对转桨独立设置，第一，对转桨的可利用空间大幅增加，其最大推进功率可显著提升，应用范围也随之扩大，可实现由中小型游艇、游船向中大型商船的跨越。第二，最大直径得到显著改善，本专利对对转桨的桨叶直径没有限制，可以匹配根据计算得到的最佳直径，浆径的提高，也呼应了最大功率的提升。第三，推进效率得到了保证，挂桨臂结构可以使得对转桨的定位更加准确，可控制对转桨受力后的结构变形量，可在安装及使用全过程中保证与螺旋桨和舵叶之间的有效距离，保证对转桨始终处于与螺旋桨同轴的位置，保证推进效率得到最大附图的提高。第四，实用性高，本发明提供的挂桨臂式对转装置，可以方便船厂施工，也方便桨厂开发设计产品，具有较高的实用性，船东使用和维护也极为方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的挂桨臂式对转系统的结构示意图。
图标：100－挂桨臂；200－对转桨；300-螺旋桨；400-舵叶；500-舵球；110-第一臂；120-第二臂；600-船体外板；700-尾轴。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对实施例1、实施例2和实施例3进行详细描述：
实施例1
本实施例提供了一种挂桨臂100式对转装置，包括挂桨臂100和对转桨200；
对转桨200安装于螺旋桨300和舵叶400之间且独立设置；
挂桨臂100分别与对转桨200和船体外板600连接，能够带动对转桨200运动以调节对转桨200的位置。
本实施例提供的挂桨臂100式对转装置所能实现的技术效果分析如下:
本发明提供的挂桨臂100式对转装置，包括挂桨臂100和对转桨200；对转桨200安装于螺旋桨300和舵叶400之间且独立设置；挂桨臂100分别与对转桨200和船体外板600连接，能够带动对转桨200运动以调节对转桨200的位置。首先，最大功率得到显著提升，从结构上，本发明将对转桨200独立设置，第一，对转桨200的可利用空间大幅增加，其最大推进功率可显著提升，应用范围也随之扩大，可实现由中小型游艇、游船向中大型商船的跨越。第二，最大直径得到显著改善，本专利对对转桨200的桨叶直径没有限制，可以匹配根据计算得到的最佳直径，浆径的提高，也呼应了最大功率的提升。第三，推进效率得到了保证，挂桨臂100结构可以使得对转桨200的定位更加准确，可控制对转桨200受力后的结构变形量，可在安装及使用全过程中保证与螺旋桨300和舵叶400之间的有效距离，保证对转桨200始终处于与螺旋桨300同轴的位置，保证推进效率得到最大附图的提高。第四，实用性高，本发明提供的挂桨臂100式对转装置，可以方便船厂施工，也方便桨厂开发设计产品，具有较高的实用性，船东使用和维护也极为方便。
本实施例的可选方案中，较为优选地，
在工作状态下，对转桨200的旋转轴与螺旋桨300的旋转轴重合。上述的对转桨200的旋转轴与螺旋桨300的旋转轴重合的设置方式限制了对转桨200的旋转轴与螺旋桨300的旋转轴同轴的情形，但是没有限制对转桨200与螺旋桨300的间距。
本实施例的可选方案中，较为优选地，
在工作状态下，对转桨200位于螺旋桨300的尾流场中。本实施例进一步限制了对转桨200的转轴与螺旋桨300的转轴同轴设置，而且限制了对转桨200与螺旋桨300的间距，以此可以实现更优的功率提升。
本实施例的可选方案中，较为优选地，
在工作状态下，对转桨200的旋转方向与螺旋桨300的旋转方向相反。本实施例进一步限制了对转桨200的旋转方向与螺旋桨300的旋转方向，在对转桨200的旋转轴与螺旋桨300的旋转轴重合、对转桨200位于螺旋桨300的尾流场、以及对转桨200与螺旋桨300的旋转方向相反时，能够更大程度吸收剩余能量，提高能效。
本实施例的可选方案中，较为优选地，
挂桨臂100包括第一臂110和第二臂120，请参照图1，第一臂110连接于船体外板600，第二臂120横向设置于第一臂110的底端，且朝向螺旋桨300的端部用于连接对转桨200。
其中，第一臂110的顶端与船体外板600连接，第一臂110的底端与第二臂120连接，第一臂110的朝向船体的一侧设置为弧面结构，且弧面结构相对于第一臂110的竖向轴线对称设置。更进一步地，第一臂110的朝向舵叶400的一侧设置有凹面，凹面形状与舵叶400的形状适配。
其中，第二臂120设置为桶状结构，桶状结构的第二臂120的轴线水平，朝向舵叶400的一端的顶部与第一臂110连接，朝向螺旋桨300的一侧的端部安装有对转桨200。
本实施例的可选方案中，较为优选地，
挂桨臂100式对转装置还包括驱动机构，驱动机构安装于第二臂120内。驱动机构例如可以安装于挂桨臂100内，形成轴带电机，由轴带电机驱动对转桨200旋转，轴带电机例如可以是plc电机，由plc电机控制对转桨200的转速。驱动机构例如还可以包括船舶辅机，由船舶辅机给对转桨200供电以驱动对转桨200旋转。
本实施例的可选方案中，较为优选地，
螺旋桨安装于船体尾轴700，船体尾轴700的位置如图所示。
实施例2
本实施例提供了一种包括实施例1述及的挂桨臂100式对转装置的对转系统，还包括舵叶400和螺旋桨300，挂桨臂100式对转装置可移动地安装于舵叶400和螺旋桨300之间。
其中，挂桨臂100式对转装置，包括挂桨臂100和对转桨200；对转桨200安装于螺旋桨300和舵叶400之间且独立设置；挂桨臂100分别与对转桨200和船体外板600连接，能够带动对转桨200运动以调节对转桨200的位置。在工作状态下，对转桨200的旋转轴与螺旋桨300的旋转轴重合。对转桨200位于螺旋桨300的尾流场中。对转桨200的旋转方向与螺旋桨300的旋转方向相反。
其中，对转系统还包括舵球500，舵球500安装于舵叶400且与挂桨臂100式对转装置相对。
其中，对转装置具有与舵球500的球面相匹配的凹面。
实施例3
本实施例提供了一种船舶，包括实施例2述及的对转系统。
其中，该对转系统包括挂桨臂100式对转装置、舵叶400和螺旋桨300，挂桨臂100式对转装置可移动地安装于舵叶400和螺旋桨300之间。挂桨臂100式对转装置包括挂桨臂100和对转桨200；对转桨200安装于螺旋桨300和舵叶400之间且独立设置；挂桨臂100分别与对转桨200和船体外板600连接，能够带动对转桨200运动以调节对转桨200的位置。在工作状态下，对转桨200的旋转轴与螺旋桨300的旋转轴重合。对转桨200位于螺旋桨300的尾流场中。对转桨200的旋转方向与螺旋桨300的旋转方向相反。对转系统还包括舵球500，舵球500安装于舵叶400且与挂桨臂100式对转装置相对。对转装置具有与舵球500的球面相匹配的凹面。
本实施例提供的船舶所能够实现的技术效果分析如下：
首先，最大功率得到显著提升，从结构上，本发明将对转桨200独立设置，第一，对转桨200的可利用空间大幅增加，其最大推进功率可显著提升，应用范围也随之扩大，可实现由中小型游艇、游船向中大型商船的跨越。第二，最大直径得到显著改善，本专利对对转桨200的桨叶直径没有限制，可以匹配根据计算得到的最佳直径，浆径的提高，也呼应了最大功率的提升。第三，推进效率得到了保证，挂桨臂100结构可以使得对转桨200的定位更加准确，可控制对转桨200受力后的结构变形量，可在安装及使用全过程中保证与螺旋桨300和舵叶400之间的有效距离，保证对转桨200始终处于与螺旋桨300同轴的位置，保证推进效率得到最大附图的提高。第四，实用性高，本发明提供的挂桨臂100式对转装置，可以方便船厂施工，也方便桨厂开发设计产品，具有较高的实用性，船东使用和维护也极为方便。另外，处于流场中的船舶螺旋桨系统、舵系系统在狭小船尾空间里具有复杂的耦合关系，本专利开创性的提出了一种巧妙利用空间的布置方法，最大限度的了发挥对转桨的节能效果，跳跃性的拓展了对转桨的应用场景，同时不失安装的可靠性、维修的便利性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。